TW201111127A - Robot teaching apparatus and robot teaching method - Google Patents

Description

201111127 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種對搬送⑽械手臂教導動作之機械手 臂之教導^及機齡臂之教導裝置，尤指―種可以短時 間正確地進行機械手臂之教導之技術。 本申請案係基於2_年G6月3G日巾請之日本專利申請案 (日本特願2__155723號）主張其優先權，其内容係併二本 文中供參考。 【先前技術】 應用於基板搬送之搬送用機械手料之產業用機械手臂 係利用特定的動作程式驅動。在該動作程式生成時，被稱 為「教導者」之技術者係根據期望的動作實際移動（教導） 機械手臂的可動部，例如臂、手部等。例如，就多室㈣ 真空裝置’係對於基板搬送用之機械手臂，針對至手部停 止位置的行程、停止位置之手部的角度及高度予以教導。 且’藉由將機械手臂的可動部之行程或角度數位化而輸 出之編碼器，係檢測至手部的停止位置之行程與停止位置 之手邛的角度及高纟’並將其結果記錄於控制器。而後， 基於所記錄之資料’生成機械手臂的動作程式。在機械手 臂動作時，基於所生成之動作程式而移動可動部。 ，J在進行使例如晶圓等之圓盤狀的基板於複数個交 接地點之’動之搬送關械手臂之教㈣，於支持基板 之手。P上载置模擬基板’且利用形成於手部之開口等，於 各交接地點利用銷子等固定圓盤狀的治具。 149327.doc 201111127 且，藉由於該治具的中央設置孔等之指標，並以對於指 標照射雷射光等之手法檢測指標’而教導各交接地點之手 部的停止位置’例如交接位置（例如專利文獻丨）。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2009-004264號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 但’在使用雷射光調整使用於教導之治具的設置位置之 方法中，會有需要雷射光源或檢測雷射光之零件（機構）， 而有教導所必要的設備成本增加之課題。且，還有需要調 整雷射光之投光位置，以致有在實際進行教導之前的設置 上化費時間之課題。 再者，另有因基於設在手部之指標，例如孔或突起之位 置而特定基板的中心軸，而致使用於教導之治具的設置位 置之疋位精度下降之課題。例如，在難以設置顯示载置於 手部之基板位置的中心之孔或突起等的定位指標之情形 下，產生對於手部形成複数個指標，將該等複数個指標： 為基準而設置具有中心指標之治具之必要。因*匕，會有使 用於教導之治具的設置位置之定位精度下降之課題。 本發明係為解決上述課題而完成者，提供一種機械手臂 之教導方法及機械手臂之教導裝置，可以簡易構成，短時 且高精度地教導搬送略圓盤狀搬送物之搬送用機械手 臂0 149327.doc 201111127 [解決問題之技術手段] 為解決上述課題，提供-種如下之機械手臂之教導方法 及機械手臂之教導裝置。 二本發明的一態樣之機械手臂之教導方法係以手部支 =送物，並將其於2個位置以上的交接地點之間進行搬 成為间2備·以與載置於前述交接地點時的前述搬送物 之·:：：署：軸之方式’將定位治具配置於前述交接地點 ^具配置步驟’ 及於前述各交接地點’將前述手部移動 至前述手部的抵接部抵接於前述定位治具之位置，並對於 控制益教導前述手部的位置之教導步驟。 ' ⑺义可行的是’前述抵接部係於前述定位治具的中心軸 、被則述手部支持時的前述搬送物的中心軸重疊之位置， 使用抵接於前述定位治具的周面之面。 ， (3)可行的是，在將前述定位治具配置於前述交接地點 使用將前述定位治具誘導至前述定位治具的中心轴盘 剛述搬送物的中心軸重疊之位置之指標。 ⑷可行的是’將前述交接地點作為於複数個機械手臂 間授受前述搬送物之地點 (5)可行的是’前述機械手臂係由词服馬達驅動。 ⑻可行的是’前述機械手臂係藉由同,^馬達進 縮運動及旋轉運動。 ⑺本發明的一態様之機械手臂之教導裝置具備：以呈 有抵接面之手部支持搬送物’並於2個位置以上的交接:也 點之間搬送前述搬送物之機械手臂；連接於前述機械手臂 149327.doc 201111127 上’獲取關於前述機械手臂之資訊之編碼器；基於 二二’算出前述手部的位置’而生成機械 ^的教導育料之控制器；及在抵接於前述手部的前述抵 =面之時’⑽載置於前述交接地料㈣㈣送物成為 5十心#之方式被配置於前述交接地點之定位治具。 (8)可行的是，前述機械手料為真α送機械手臂。 ^可行的是，至少-部分之前述定位治具的周面 曲㈣狀’且前述手部的前述抵接面至少以三點抵 述疋位治具的周面。 且=可行的是，前述手部的前述抵接面係與前述定位治 八所抵接之周面具有相同曲率之曲面。 行的是，於前述定位治具的_面形成有突部，並 、“父接地點的一面形成有結合於前述突部之凹部。 (12)可行的是，於前述定位治具的—方之面，形成有突 ^ =壁面；並於前述定位治具的另一方之面，形成有具 於前述手部的前述抵接面之周面之突出部；且於將 台具配置於前述交接地點之狀態下，前述交接地 被收谷於由前述周壁面所形成之凹部。 [發明之效果] 二械手臂之教導方法及機械手臂 臂的、了無*差地正4生成可搬送搬送物之機械手 «的驅動程式。 在此等教導之時，無須採用如先前般之以雷射光將 顯不手部的停止位置之指標配置於交接位置等之花費功夫 •49327.doc 201111127 與時間之方法，僅藉由將定位治具配置於交接地點即可 容易地將定位治具設置於交接地點的中心。 【實施方式】 以下，茲就本發明的實施形態之搬送用機械手臂之教導 方法及機械手臂之教導裝置，基於圖面進行説明。另該 等實施形態為使發明主旨更易理解，係舉例進行說明者， 只要未特別指定，則並未限定本發明。又，於以下説明使 用的圖面為使本發明的特徵易於理解，並為方便起見有 將成為要部之部分放大顯示之情形，各構成要素的尺寸比 率等未必與實際相同。 圖1係顯不具備有進行教導之搬送用機械手臂之真空裝 置的第1構成例之平面圖。 夕至型的真空裝置1〇具有搬送室11，並於該搬送室丨1的 内部配置有搬送用機械手臂2〇 ^該搬送用機械手臂2〇利用 例如真空裝置10搬送接受處理之略圓盤狀的基板15。 於搬送至11的周圍連接有搬入室12、搬出室13及複數個 處理室14a、Ub、14c、14d。藉由搬送用機械手臂20，可 使作為搬送物之基板15在各室11〜13、14a〜14d之間移動。 圖2A係搬送用機械手臂2〇的側視圖。圖2B及圖2C係自 搬送室11的天花板側所俯瞰的平面圖。搬送用機械手臂2〇 具有轉軸30、第一、第二主動臂2ia、21b、第一、第二從 動臂22a、22b、手部23、及上下動裝置24。 轉軸30具備外筒30a、與配置於該外筒3〇a的内部之内筒 30b。外筒30a與内筒30b係連接於同心2軸馬達25上，可以 149327.doc 201111127 同一旋轉軸線p為中心進行獨立旋轉。另，如圖2C所示， ;/同、2軸馬達25上連接有後述之編碼器26。編碼器 在機械手是教導之時，可檢測主動臂21a、21b或從動臂 22a、22b的行動，例如該等臂的行程或角度。 上下動裝置24使主動臂21a、21b，從動臂^^ 2孔及手 專的可動部沿著高度方向h(圖2 A)進行上下動。 第一、第二主動臂21a、21b中的一方被固定於外筒3〇a 上，另—方被固定於内筒301)上。本實施形態中，第一主 ^臂21a被固定於外筒遍上，第二主動臂川被固定於内 筒30b上。第一、第二從動臂22&、2几各自可轉動地被安 裝於第、第二主動臂21a、21b的前端部分。本實施形態 中，第一從動臂22a可轉動地被安裝於第一主動臂2U的前 端部分，第二從動臂22b可轉動地被安裝於第二主動臂2ib 的前端部分。 轉軸30係以使其旋轉軸線p垂直之方式垂直配置，第 一、第二主動臂21a、21b與第一、第二從動臂Ua、2以係 水平配置。從而，[、第二主動臂…、心與第一、第 二從動臂22a、22b可在水平面内進行移動。 第一、第二轉動軸線Qa、Qb分別為第一、第二從動臂 22a、22b相對於第一、第二主動臂2U、21b之轉動中心。 第一轉動軸線Qa與旋轉軸線p之間的距離，與第二轉動軸 線Qb與轉軸線p之間的距離相等。 根據如上之構成，支持基板〗5之手部23可以旋轉軸線p 為中心進行旋轉，且可沿著圖2B所示之方向k(手部的水平 149327.doc 201111127 移動方向）進行水平移動。即’如圖2B及圖2C之方向让所 示手。卩23可朝向與旋轉軸線p遠離的方向進行水平移 動，或朝向接近旋轉軸線卩之方向進行水平移動。又手 部23可藉由上下動裝置24，沿著正交於水平方向之高度方 向h進行上下動。#，手部可在㈣的範圍内之抓❸次 元方向自如地移動。藉此’可使作為搬送物之基板Η在各 室11〜13、14a〜14d之間（參照圖】）自如地移動。 圖3係顯示支持基板15之第i例之手㈣的放大平面圖。 於手部23形成有载置基板15之又部27、及以與基板_ 周面相同的曲率形成之在支持基板15時與基板15的周緣抵 接之支持端28。本實施形態中’該支持端28的形狀可對應 於支持之基板15的形狀而形成…於又部27的中央附近 形成有抵接部29。該抵接部29可構成為與使用於例如後述 之機械手臂教導時的略圓筒形定位治具41之周面相同曲率 之面。本實施形態中，該抵接部29的形狀可對應於定位治 具41的周面形狀而形成。 圖4係顯示將定位治具41配置於交接地點之狀態的側面 剖面圖，並顯示使用於進行機械手f教導時之定位治具Μ 的一例。使用於進行教導時之定位治具41係設置於授受例 T搬送物之基板15之複数個交接地點（以下稱為「平 臺」定位治具41包含例如形成筒形之構件，並於其 中一面（底面）的中心丁形成有定位突起（指標）42。 且’在機械手臂教導之時， 平臺5 1之時，對於形成於平臺 在預先將定位治具41設置於 51的中心，即載置基板之區 149327.doc 201111127 域的中心S之凹部（指標）52 ’以插入定位突起（指標）42之方 式設置定位治具4 1。藉此，以使定位治具41的中心τ與平 臺5 1的中心S —致之方式’可容易地將定位治具4丨設置於 平臺51上。 接著，茲就使用如上述之構成的搬送用機械手臂之機械 手臂之教導方法進行說明。 在使用搬送用機械手臂時，有必要於真空裝置10的各室 11〜13、14a〜14d之基板15的交接位置（載置位置）正確地誘 導手部23。例如’交接位置之基板1 5的設置容許誤差為±1 mm以下，較佳的是±〇.2 mm以下。 對於如此之設置容許誤差，在藉由手部23而經由中間室 父接基板15之情形下，手部23與基板15會於不預期之位置 進行接觸而產生粉塵’故而不佳。若產生例如±1 5 mm以 上的偏移’則有基板1 5的側面接觸於手部23的周緣部之顧 *慮。另一方面’在手部23的停止位置精度為土0.15 mm之情 七下’ s免置容許誤差以士 〇 · 2 m m以下為佳。 另一方面’在中間室以外載置基板15之情形下，基板15 相對於例如3〇〇 mm之圓盤狀基板，在靜電吸盤的直徑為 294 情形下，若該圓盤狀基板偏移3 mm以上，則會 因平臺51的靜電吸盤表面露出，而導致靜電吸盤亦被實施 成膜或餘刻等之處理。在不容許於基板1 5的側面或内面膜 攻迴形成之情形下，企求的是落於例如5 mm以下的設 置容許誤差範圍内。 因此’在搬送用機械手臂作動之前，藉由最初由稱為 •49327.doc 201111127 教導者」之作業者以期望的動作實際移動手部23，並利 用編碼器26檢測該動作’而生成動作程式(機械手臂教 導）。即，基於藉由該編碼器26所獲取之資訊，利用例如 . 控制益，算出手部的位置，而生成機械手臂的教導資料。 圖5A、圖5C、圖5D係階段性圖示糾實施形態之機械手 臂之教導方法的説明圖。 如圖5A所示，在進行搬送用機械手臂之教導時，首先於 由搬送用機械手臂進行基板授受之所有的平臺（交接地 點）51…設置略圓筒形的定位治具41(治具配置步驟卜 在设置定位治具41時，如圖5B所示，對於形成於平臺51 的中心，即載置基板之區域的中心s之凹部52，以插入定 位突起（指標）42之方式，設置定位治具41。藉此，以使定 位治具41的中心T與平臺51的中心S—致之方式，可容易地 將定位治具41設置於平臺5 1上。 接著’將編碼器26(參照圖2C)設為記錄狀態後，將手部 23實際朝向平臺5 1移動（參照圖5C)。 而後，以手部2 3的又部2 7包夾配置於平臺5 1之定位治具 41之方式，插入手部23。之後，相對於手部23的抵接部 ’ 29 ’使手部23移動至定位治具41的周面41a抵接之位置， * 並將該抵接之狀態的位置作為該平臺5 1之手部2 3的停止位 置（交接位置）記錄（教導步驟）。 此時，定位治具41的中心軸T以與於平臺51載置基板15 時的基板1 5成為同一中心軸之方式配置。且，藉由將手部 23移動至與手部23支持基板15時的基板15的中心軸w為同 I49327.doc 201111127 軸的考曲面所構成之抵接部29與定位治具4 i的周面41 a抵 接之位置，並作為該平臺5丨的手部23的停止位置予以記 錄，可無誤差且正確地搬送基板15至平臺51的中心。 即，定位治具的中心軸係以與於交接地點載置搬送物時 的搬送物成為同一中心軸之方式配置。且，藉由將手部移 動至與手部支持搬送物時的中心軸為同轴的面所構成之抵 接部與定位治具的周面抵接之位置，可將其作為手部的& 接位置記錄，可於交接地點的中心，生成可無誤差且正確 地搬送搬送物之機械手臂的驅動程式。 且，在此類教導之時，可無須採用如先前般之以雷射光 將顯示手部23的停止位置之指#酉己置於交接位置等之花費 功夫與時間之方法，而僅需以使形成於定位治具41之定位 犬起42扣合於形成於平臺51的中心之凹部52之方式進行嗖 置’可容易地將定位治具41設置於平臺5丨的中心。 此後’同樣藉由朝向複数個平臺（交接地點）5 1、5丨以 期望之動作移動手部23，並於各自的平臺5丨將手部23的抵 接部29與定位治具41的周面4丨a所抵接之位置作為手部a 的停止位置進行記錄，可容易地且以短時間進行搬 械手臂20之教導。 '用機 另，抵接於定位治具41之抵接部29的抵接面未必需要與 定位治具41的周面41 a為相同曲率的彎曲面。例如， 如圖6 所示，對於設置於平臺（交接地點）之大致圓筒形的定位八 具41的周面41a，只要以至少3點F1〜F3進行抵接之方式形 成手部71的抵接部72即可。 夕 149327.doc 12· 201111127 又，定位治具41未必需要為圓筒形。例如，如圖7所 不，亦可以使兩側面為平坦面75a、且插入手部％之方向 的前後面形成為曲面75b之方式形成定位治具乃的形狀。 藉此，將定位'冶具75插入手部76時的晃動將減少、，且教導 時對定位治具75之挿入亦變得容易。 定位治具對平臺的設置方法並非限定於如上述之突起與 凹部之扣合。例如，如圖8A〜圖8B所示，作為定位治具^ 的形狀，亦可由抵接（扣合）於構成機械手臂之手部以^上 部體81a，與扣合於平臺82之下部體81b構成。 根據此一構成，在教導時將定位治具81配置於平臺U上 之時，僅以將平臺82覆蓋於下部體81b上，即可正確地將 定位治具配置於平臺82的中心。又，因無需於平臺上 設置孔（開π)等，故即使對於既有之平臺等難以重新形成 開口之搬送用機械手臂，亦可適用本發明機械手臂之教導 方法。 又’、例如，如圖9A及圖9B所示，可令定位治具⑻的形 狀形成為具有圓形的-部分凹缺成之平坦面i〇ia，且使該 平坦面101a彼此的寬度較手部1〇3的寬度更小。藉此，可 減少將定位治具101插入手部1〇3時的摩擦，並防止因治具 的磨耗所導致的定位精度下降。 又，如圖10所示，亦可為以於平臺85的周圍設置誘導定 位治具86之指標87，並扣合於該指標87之方式，對於平臺 8 5配置定位治具8 6之構造。 設置定位治具時，為自複数個不同之角度使手部抵接而 149327.doc J3 201111127 進行教導，使用例如螺絲等之固定機構固定定位治具亦 佳。藉此，可防止因定位治具與設置位置的鬆動所造成之 根據壓抵手部時的壓抵方向記錄的位置發生偏移。 再者，將手部壓抵於定位治具上時，以使定位治具的頂 部與手部的上面之位置成為一致之高度之方式，形成定位 治具亦佳。藉此，即使在交接位置高度無餘裕之情形下， 亦可適用本發明。 .可適用纟發明的實施形態之機械手臂之教導方法的機械 手臂並非限定於圖丨所示構成的機械手臂。例如，如圖工丄 所示，亦可較佳地使用於具有丨個可動軸91對稱地配置於 中心之2個手部92a、92b之搬送用機械手臂9〇之教導。 又例如，如圖12所示’亦可較佳地使用於在2個真空 裝置95、96，與設置於其間之交接室97的各自之間，具有 搬送搬送物（基板）之2個手部98a、98b之搬送用機械手臂99 之教導。 雖於以上説明係將略圓盤狀的基板作為搬送物進行了説 明，但並非僅限於此，亦可搬送四角狀的基板❶ [產業上之可利用性] 根據本發明的實施形態之機械手臂之教導方法，可無誤 差且正確地搬送搬送物。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示搬送用機械手臂的第丨構成例之平面圖； 圖2 A係顯示搬送用機械手臂的動作之側視圖； 圖2B係顯示搬送用機械手臂的動作之平面圖； 149327.doc 14 201111127 圖2C係顯示搬送用機械手臂.的動作之平面圖. 圖3係顯示構成機械手臂之手部之放大平面圖； 面 圖； 圖4係顯示將定位治具配置於交接地點之狀熊之剖 方法 圖5A係顯示本發明第1實施形態之機械 的説明圖； K教導 圖5B係沿著圖5A的中心線之剖面圖； 圖5C係顯示同實施形態之機械手臂 圖； 料方法的説明 的説明 圖5D係顯示同實施形態之機械手臂之教導方 圖； 忐白、' 的 圖6係顯示本發明第2實施形態之機械手臂之 構成例之平面圖； 方'去 導方法的 圖7係顯示本發明第3實施形態之機械手臂之教 構成例之平面圖； 圖以係顯$本發明第4實施形態之機械手 的構成例之平面圖； ’ 圖8B係圖8A的剖面圖； 之教導方法 的構成例之平面圖； 圖9B係圖9A的剖面圖； 圖10係顯示本發明第6實施形態 的構成例之剖面圖； 圖9A係顯示本發明第5實施形態之機械手臂 之機械手臂之教導方法 圖U係赫可適用本發韻械手f之料方法之機械手 149327.doc 15 201111127 臂的第2構成例之平面圖；及 圖12係顯示可適用本發明機械手臂之教導方法之機械手 臂的第3構成例之平面圖。 【主要元件符號說明】 搬送用機械手臂（機械手臂） 基板（搬送物） 手部 抵接部 定位治具 平臺（交接地點） 10 15 23 29 41 51 149327.doc _ 16 ·

Claims (1)

1. 201111127 七、申請專利範圍： 1· 一種機械手臂之教導方法，其特徵為，其係以手部支持 搬送物，並將其於2個位置以上的交接地點之間進行搬 送者，且具備： 以與载置於前述交接地點時的前述搬送物成為同—中 心軸之方式，將定位治具配置於前述交接地點之治具配 置步驟；及 ^ 於前述各交接地點，將前述手部移動至前述手部的抵 接部抵接於前述定位治具之位置，並對於㈣器教導前 述手部的位置之教導步驟。 2·如請求項!之機械手臂之教導方法，其中前述抵接部係 於前述定位治具的中心軸與被前述手部支持時的前述搬 送物的令心軸重疊之位置，使用抵接於前述定位治具的 周面之面。 3. 如請求項2之機械手臂之教導方法，其中在將前述定位 治具配置於前述交接地點時，使用將前述定位治具誘導 至前述定位治具的中心軸與前述搬送物的中心轴重疊之 位置之指標。 & 4. 如請求項！之機械手臂之教導方法，其中將前述交接地 點作為於複数個機械手臂間授受前述搬送物之地點。 如請求項丨之機械手臂之教導方法，其中前述機械手臂 係由伺服馬達驅動。 6.如請求項1之機械手臂之教導方法，其中前述機械手臂 係藉由同心2軸馬達進行伸縮運動及旋轉運動。 149327.doc 201111127 7. —種機械手臂之教導裝置，其特徵為具備： 以具有抵接面之手部皮梓谢# & , 、，並於2個位置以上 的父接地點之間搬送前述搬送物之機械手臂； 連接：前述機械手臂’獲取關於前述機械手臂之資訊 之編碼器； 基於由前述編碼器所獲取之資 具出則述手部的位 ，而生成機械手臂的教導資料之控制器；及 在抵接於前述手部的前述抵接面之時，以與載置於前 述交接地點時的前述搬送物成為同-中心軸之方式被配 置於前述交接地點之定位治具。 其中前述機械手臂 其中至少一部分之 8. 如請求項7之機械手臂之教導裝置 係為真空搬送機械手臂。 9. 如請求項7之機械手臂之教導裝置 則述定位治具的周面具有曲面形狀 前述手部的前述抵接面至少以三點抵接於前 具的周面。 /Q 10_如明求項7之機械手臂之教導裝置，其中前述手部的前 述抵接面係與前述定位治具所抵接之周面具有相同曲 之曲面。 + 如請求項7之機械手臂之教導裝置’其令於前述定位产 具的—面形成有突部； :則述父接地點的一面形成有結合於前述突部 部。 Μ 12.如吻求項7之機械手臂之教導裝置，其中於前述定位治 149327.doc 201111127 具的/方之面上形成有突出之周壁面； 於前述定位治具的另一方之面上形成有具有抵接於前 述手部的前述抵接面之周面之突出部· 於將前述定位治具配置於前述交接地點之狀此 述交接地點係被收容於由前述周嘮 〜、下，前 ⑴ < 门2面所形成 战之凹部。 149327.doc